挖掘机之战——三一重机200吨级液压挖掘机 液压挖掘机工作原理

——三一重机200吨级液压挖掘机

工程投资额：—
工程期限：2007年——2008年

三一重机SY2000C型履带式液压挖掘机，售价超过2000万元人民币。

2008年11月25日，第四届中国国际工程机械、建材机械、工程车辆及设备博览会（Bauma China2008），在上海新国际博览中心盛大开幕。三一集团在其展台上，隆重推出了被誉为“神州第一挖”的SY2000C型200吨级履带式液压挖掘机。这是目前我国最大吨位的履带式液压挖掘机。三一集团也因此成为全球第五家能够研制200吨级液压挖掘机的企业。

工程机械广泛应用于经济建设领域，按用途可分为挖掘机械、铲土运输机械、起重机械、桩工机械、路面机械、凿岩机械等种类。挖掘机是全球工程机械市场最大的一块蛋糕，2008年全球工程机械市场规模约1500亿美元，挖掘机械就占了近400亿美元。我国是全球最大的挖掘机市场，2008年销售各类挖掘机77173台，销售额近500亿元。

然而自上世纪90年代以来，日系、韩系、欧美系外资企业大举入侵中国挖掘机市场，95%以上的市场份额被其占领。我国本土挖掘机企业几乎到了全军覆没、命悬一线的境地。在莫斯科保卫战中，一位士兵曾说：“我们已经退无可退，后面就是莫斯科！”。对中国工程机械行业来说，挖掘机械就是一场正在进行的“莫斯科保卫战”。

自1835年，美国人威廉•奥蒂斯（WilliamOtis）发明第一台蒸汽铲算起，现代挖掘机械已经走过了一百多年历史，形成了庞大的挖掘机家族。其动力装置从最原始的蒸汽机、经过汽油机、柴油机、电力驱动，发展至最新型的油电混合动力驱动。行走机构分为轮式、履带式、迈步式三大类。传动装置从最初的机械传动，发展为液压传动。铲斗形式包括单斗、轮斗、正铲、反铲等四类。按照用途可分为通用挖掘机、矿用挖掘机、船用挖掘机、特种挖掘机等类别。按照整机重量、总功率、铲斗容量，挖掘机又可分为小型、中型、大型、超大型等各种级别。

从国家来看，德国、美国、日本是挖掘机械领域的强国。德国克虏伯、O&K、利勃海尔，美国马里昂、比塞洛斯等企业建造的巨型挖掘机，无一不是惊世骇俗的超级巨无霸。日本企业则在中小型挖掘机市场拥有强大的竞争力。

1956年国庆典礼上展出的国产履带式正铲挖掘机，应该是抚顺挖掘机厂生产的一立方挖掘机。
□我国挖掘机行业早期发展

我国挖掘机生产起步较晚，建国初期，生产企业以仿制前苏联20世纪30-40年代的机械式单斗挖掘机为主。1955年6月，抚顺重型机器厂（抚顺挖掘机厂前身），制成我国第一台全回转履带式挖掘机，铲斗容量为1立方米。1959年3月，抚重又推出4立方米机械式挖掘机。抚重的历史可以追溯到1904年，1948年抚顺解放后，几经改造，从矿山机械维修转向工程机械制造，1953年定名为抚顺重型机器厂，1960年改为抚顺挖掘机制造厂。此后出于工业布局考虑，全国陆续组建了十多家国营挖掘机制造厂，至1966年累计生产机械式挖掘机约3000余台。

在液压挖掘机方面，1963年10月，抚顺挖掘机制造厂生产出我国第一台履带式液压挖掘机，斗容量为1立方米。此后，全国陆续有多家企业开发出液压挖掘机，主要产品有上海建筑机械厂的WY100型、贵阳矿山机器厂的W4-60型、合肥矿山机器厂的WY60型挖掘机。70年代后，又出现了长江挖掘机厂的WY160型和杭州重型机械厂的WY250型挖掘机等产品。它们为我国液压挖掘机行业的形成和发展，迈出了极其重要的一步。

80年代初，随着经济发展，国产挖掘机无论从数量上还是质量上，都难以满足市场需求。不少挖掘机企业开始引进德国利勃海尔（Liebherr）公司的技术，如：贵阳矿山机器厂引进了利勃海尔的A912和R912型挖掘机，上海建筑机械厂引进了R942型，合肥矿山机器厂引进了A922和R922型，长江挖掘机厂引进了R962、R972、R982型挖掘机。稍后几年，杭州重型机械厂引进了德国德马格（Demag）公司的H55和H85型液压挖掘机，北京建筑机械厂引进了德国O&K公司的RH6和MH6型液压挖掘机。与此同时，还有山东推土机总厂、黄河工程机械厂、江西长林机械厂、山东临沂工程机械厂等，联合引进了日本小松制作所的PC100、PC120、PC200、PC220、PC300、PC400型液压挖掘机（除发动机外）的全套制造技术。

这些厂引进技术后，通过历时数年的消化、吸收、移植，使国产液压挖掘机的性能指标，全面提高到国际80年代初期的水平，产品产量也逐年有所提高。到20世纪80年代末，我国挖掘机生产厂已有30多家，形成了包括：抚顺挖掘机厂、北京建筑机械厂、上海建筑机械厂、合肥矿山机器厂、贵阳矿山机器厂、长江挖掘机厂等在内的，六家行业骨干企业。中小型液压挖掘机已形成系列，生产机型达40余种，斗容有0.1-2.5立方米等12个等级，年均产量约1200台左右。各厂还生产出1-12立方米的矿用电铲、1立方米隧道挖掘机、4立方米长臂挖掘机、1000m³/h的排土机、斗容量O.4-0.8m³的水陆两用挖掘机等产品。

　但总的来说，当时的技术引进，多侧重产品图样、工艺等软件引进，忽视了加工设备等硬件引进。再加上管理体制问题，忽视了主机配套设备。当时工程机械分属建设部、机械部两个制造体系，其中液压挖掘机主机属建设部，配套零件则属机械部管理。导致国内长期不能供应高质量的发动机、液压元件等关键零部件。再加上主机厂自身的问题，到90年代初，我国液压挖掘机与世界先进水平相比，曾一度缩小的差距又拉大了。当时，国内挖掘机的年产量仅为2100台左右，而每年进口量却高达6000余台（包括大量进口二手挖掘机）。

成都神钢挖掘机掀开外资进军中国挖掘机市场的序幕。

□外资企业鲸吞市场 完成战略布局

从1994年开始，我国挖掘机行业掀起了一股合资风暴。1994年9月，日本神钢与成工集团投资2100万美元，成立了我国第一家挖掘机合资企业。随后，众多外资挖掘机品牌，纷纷加紧了进入中国的步伐。同年10月，韩国大宇独资设立大宇重工业（烟台）有限公司（2005年被韩国斗山收购）。1995年，外资将这股风暴推向了高潮。1月，韩国现代重工与常林股份合资成立常州现代公司；3月，日立建机在安徽投资4.3亿人民币，成立合肥日立挖掘机有限公司；5月，日本小松投资2998万美元，成立小松常州工程机械有限公司；7月，日本小松再次投资2100万美元，成立小松山推工程机械有限公司；同年，世界第一大工程机械制造商——美国卡特彼勒，与徐工集团合资8200万美元成立了卡特彼勒徐州有限公司。

2001年12月11日，我国正式加入WTO，市场进一步开放。这更加刺激了外资挖掘机企业投资中国的步伐，而且开始由点入面的战略性布局。2002年3月，沃尔沃在上海浦东投资1500万美元，独资设立沃尔沃建筑设备（中国）有限公司。2002年6月，韩国现代重工与北京京城机电控股公司投资2750万美元，组建北京现代京城工程机械有限公司。2003年6月，现代重工放弃了对原常州现代公司的增资扩股方案，与常林股份共同组建现代（江苏）工程机械有限公司。至此，韩国现代重工已在华东和华北地区，建立起三个挖掘机生产基地，产品涵盖大、中、小等各个吨位级别，形成比较完善的战略布局。

2003年12月，日本神钢合资成立了杭州神钢建设机械有限公司。2007年日本神钢再次发起强劲攻势，与成工集团合资，组建成都神钢小型挖掘机有限公司。至此日本神钢也在我国建起三个挖掘机生产基地，年生产能力已近1万台。

另外，随着国内小型挖掘机市场日益看好，国外一些著名小挖品牌，如久保田、石川岛、竹内、洋马、小桥、JCB、CASE、ATLAS等也纷纷加入到这支淘金队伍。日本久保田2003年在上海成立久保田（上海）建机有限公司，石川岛2004年在厦门建组合资公司，德国阿特拉斯2004年在包头成立合资企业，日本竹内2005年在青岛成立独资公司，小桥在广州东莞建设年产1000台小挖的生产基地，JCB、CASE等欧美小挖品牌也加紧布局中国。至此，短短十年时间，外资品牌凭借强大的实力，已经占领了中国挖掘机市场90%以上的份额。

2009年柳工集团投资3000万美元，在印度中央邦设立的第一个海外生产基地。
□ 本土品牌全军覆没新生力量绝地反击

由于国内大规模基础设施建设的推动，1994年我国挖掘机产量为2150台，到2001年已经增长为12569台。但在外资品牌的强大攻势下，我国本土品牌挖掘机销量急速下滑，市场占有率从95%降至不足5%。国内六大挖掘机骨干企业在外资冲击下，纷纷退出市场或被外资并购。像上建、长江、北建等曾经知名的国产品牌，基本在行业内销声匿迹。国内挖掘机行业几乎可以说是全军覆没。导致这一局面的主要因素，除了外资大举入侵外，长期以来国产挖掘机档次太低，技术性能和工作可靠性难以获得用户认可也是主要因素。因此尽管国产挖机价格低廉，依然无法与外资品牌竞争。针对这一病症，提高新产品研发实力和生产质量，成为国内企业绝地求生的必然出路。

以柳工、玉柴重工、三一重机、山河智能、厦工等为代表的国内工程机械企业，在这个过程中乘势崛起。柳工集团前身为柳州工程机械厂。1958年9月，上海华东钢铁建筑厂部分搬迁至广西柳州，创建了柳州工程机械厂。1960年7月1日，柳工试制成功80马力履带式推土机，开启了生产工程机械的历史。1990年，柳工着手研制液压挖掘机，并于1992年8月，试制成功WY40型履带式挖掘机。1993年11月，柳工在深交所上市。股市筹集的资金，为柳工继续进行产品研发提供了能量。从1994年到2001年间，在国内挖掘机企业陷入低谷的情况下，柳工成为少数几家仍在进行挖掘机产品研制的本土品牌之一。1996年5月，柳工WY20型履带式挖掘机通过省级鉴定。2000年8月，柳工WY30型履带式挖掘机，和WY20改进型获得成功。2002年，国内挖掘机市场快速膨胀，柳工决定投资7411万元，建设年产千台挖掘机项目。当时国内挖掘机市场，95%被外资品牌占领，本土品牌市场认可度极低，柳工面临的风险可想而知。

2003年4月，柳工挖掘机月产量首次突破50台，并推出CLG920C、CLG922C等新型号，整机性能接近韩国同类产品。其中采用全功率负荷传感控制的CLG906挖掘机，通过欧盟CE认证，拿到了进入欧洲市场的通行证。2005年，在国家宏观调控市场需求放缓的情况下，柳工挖掘机实现年产量907台，销售841台（其中出口79台），国内市场占有率达2.9%。2006年柳工挖掘机销量同比增长59%，达到1337台，并正式成立柳工挖掘机有限公司。2007年，柳工挖掘机销量2115台，比2006年几乎翻了一番；国内市场占有率达3.5%，超过沃尔沃，排名行业第九；并形成了4-35吨的系列化产品。除柳工外，三一重机、玉柴重工、山河智能等企业的挖掘机产量，均超过“千台生死线”。国内本土挖掘机品牌，从几乎全军覆没，至此重现生机。

2008年4月，乌兹别克斯坦国家租赁公司与柳工签订了一次购买126台挖掘机的合同，这是我国本土挖掘机品牌最大一笔出口订单。当年，柳工挖掘机销售2579台，销售额首次突破10亿元，达到10.9亿元。2009年，尽管面临全球金融危机，柳工挖掘机依然保持快速成长，产销首次突破3000台，同比增长23%。从公开数据看：柳工销售结构以中挖为主，小挖占比在30%左右；主要机型包括普通控制型、全功率电控型、低排放型三类，价格分布在23-130万元左右。

与大中型挖机相比，小型挖机市场更是烽烟四起，已经形成了韩系、日系、中国本土厂商三足鼎立的局面。韩国现代、斗山（大宇）曾长期占据我国小挖销量前三甲。久保田、竹内、洋马、加藤等日系小挖技术先进，占据近3成市场份额。我国本土小挖企业主要有玉柴、山河智能、山东众友、福田雷沃、柳工、山东力士德、徐挖等，占据近4成市场份额。其中玉柴是我国头号小挖品牌，1989年开发出第一台国产小型挖掘机，目前已形成YC13-YC360LC等16个型号的挖机产品，在国内外市场都具有较强竞争力。2008年，玉柴挖掘机出口952台，居国内第一位。山河智能自2001年开始进入小挖市场，迅速成为后起之秀。2008年初，山河智能募集资金4.99亿元，建设年产5000台小型工程机械项目，并开始进军中型挖机市场。

三一重机昆山产业园，首期建成年产4000台规模的挖掘机生产线。
□三一挖掘机从零到10000台

三一重机是三一集团核心子公司，挖掘机是其核心产品，已经形成四大类19个型号的挖掘机产品线，年产值超过30亿元。然而在这个成绩背后，三一挖掘机经过了“九死一生”的曲折历程。1999年起，国内挖掘机市场快速膨胀。三一集团在我国本土挖掘机企业几乎全军覆没的背景下，毅然决定进军挖掘机行业。与其他国产挖机企业“在小挖中求生存”的策略不同，三一重工以中型挖机为主攻方向。中挖虽然利润高、需求量大，但技术门槛高，竞争激烈。当时仅有柳工少量生产中挖，其他95%以上份额均已被外资企业瓜分完毕。

经过1年多时间研制，2000年3月，三一SY200履带式液压挖掘机下线，成为三一挖掘机事业的起点。2001年6月，三一重工研制的第一代挖掘机开始投放市场，但从2001年至2002年，仅销售了几十台。由于产品存在设计缺陷和质量问题，客户对三一挖掘机彻底丧失信心，已经售出的挖机面临全部退货的严峻局面。挖掘机产品投资巨大，年销量至少需要千台以上，才能跨过企业生死线。因为只有达到了千台，企业的配套能力、制造能力、服务能力等才能达到一定规模，否则生存都是问题。而当时三一的挖掘机事业部，只有四五十人，不过算是个刚起步的小厂，时刻面临着生存危机。

　　2003年7月30日，三一集团在江苏昆山征地，注册成立昆山市三一重机有限公司。亏损严重的挖掘机业务从三一重工剥离，转入三一重机旗下，另外增加投资3800多万元，继续开发挖掘机产品。2003年末，三一重机研制出第二代挖掘机产品上市，试销结果依然一片惨淡。针对挖掘机的质量问题，三一高层曾有过学习韩国还是日本的争论。日本挖掘机质量要优于韩国，在三一挖机平均24小时就出一次故障的情况下，学习韩国产品已经是比较高的目标了。但三一董事长梁稳根却表示：只做到韩国的水平就是失败。这个目标在当时过于苛刻，甚至不切实际。但事实证明，就是这个看似不切实际的要求，为三一挖机起死回生指明了方向。

2004年5月，国家全面启动宏观调控，挖掘机销售惨淡。对于刚刚起步的三一挖机事业而言，更是雪上加霜。集团多次讨论是否要将长期亏损的挖机项目下马，存活下来成为三一挖机迫切需要解决的问题。为提升产品质量，三一挖机事业部全面向日本企业学习，挖机结构件实现外协，制造工艺大幅度提高。为严格产品检测标准，在进行“动臂疲劳试验”时，机器24小时不间断地工作，测试的石头被生生地挖成了泥浆。在公司员工协同努力下，三一挖掘机的平均故障时间由几十小时提升到几百小时，可靠性大幅度提升。

2005年是三一挖机的转折点。随着20吨级液压挖掘机的成熟，挖掘机产量超过500台。三一重机开始大规模扩充人才，以实现产品系列化。同时，占地3000亩的江苏昆山产业园也开始筹建。通过一系列的风险评估，以及高层次质保人才的引进，三一挖机事业部开始从湖南长沙，大规模东进江苏昆山。并在2006年10月完成了全部搬迁，首期建成年产4000台挖掘机的生产线。至此，三一挖机事业进入新的阶段。2007年6月，三一挖机一次性出口欧洲40台，首次实现国产挖掘机批量出口。2007年全年，三一挖掘机销售1406台，产量终于跨过“千台生死线”；销售额11.8亿元，接近2006年的两倍，并一举超越柳工和玉柴。

2008年可以说是三一重机的收获年。2月，三一重机开发出国内首台正流量液压挖掘机，采用多项世界先进的节能技术，燃油消耗量降低10%，成为世界上最省油的挖掘机之一。5月12日，四川发生特大地震。十余台三一挖掘机在打通平武九环线、安县晓茶路、北川路段中，发挥了关键作用。在灾区，三一挖掘机创造了连续15天“人休机不休”的作业纪录。三一重机新研制的22米履带式拆除机，可以轻松拆除五六层高的危房，极大提高了灾区重建速度。5月30日，三一重机第5000台挖掘机下线。11月，三一重机在上海宝马展上，隆重推出国内最大的200吨级液压履带式挖掘机，由此形成了6.5吨到200吨，覆盖大中小型全系列的挖机产品线。并拥有以SY215C、SY235C为代表的明星机型。2008年全年，三一挖掘机销售3219台，销量增长58%，销售额近23亿元，全国市场占有率提高到4.2%。

2009年10月28日，三一重机第10000台挖掘机在昆山三一产业园顺利下线。这意味着三一挖掘机经过10年不懈努力，终于从存亡边缘，攀上了行业顶端。企业员工发展到2000多人，培养了一支300多人的研发团队，目前拥有国家专利79项，重大科研成果16项。多项技术由跟随者成为领跑者，其中正流量系统挖掘机试验成功，标志着三一挖掘机技术水平进入了世界先进行列。公司在全国拥有40个省级销售服务中心，300多个地级销售服务中心，服务网点遍及全国主要城市，出现了一批国内一流的代理商。三一挖掘机产品已经出口英国、德国、加拿大、巴西、摩洛哥等数十个家。

在全球金融危机的冲击下，我国外资挖机品牌销量普遍下滑。而以柳工、三一为代表的国内厂商增速迅猛。2009年1-8月，三一重机实现销售挖掘机整机3425台，其中中挖1893台，大挖465台，小挖1067台，一举超过2008年全年销售水平，实现同比增长62.8%。同时，经证监会批准，三一重机挖掘机资产和业务，将全部注入已经上市的三一重工。目前，三一集团正着力规划在5年内，将三一昆山产业园打造成中国最大的挖掘机生产研发基地。

三一重机SY2000C型200吨级履带式液压挖掘机。

□我国目前最大的液压挖掘机

衡量挖掘机性能，有整机重量、总功率、铲斗容量等三个基础指标。液压挖掘机按照整机重量可分为大中小型各种级别，但各家企业目前仍缺乏统一的分类标准。通常来说，整机自重6吨以下的属于迷你挖机，自重6-15吨的属于小型挖机，自重15-30吨的属于中型挖机，自重30-150吨的属于大型挖机，自重150吨以上的属于超大型挖机。

超大型液压挖掘机多数用于大型矿山剥离覆盖层或是铲运矿石，每天挖掘量高达数千吨甚至上万吨。由于使用环境恶劣，工作量大，可靠性要求极高。这些巨型机器单台售价高达上千万甚至数亿元，全世界有能力制造的企业屈指可数，因此被誉为工程机械“皇冠上的明珠”。

我国挖掘机行业由于发展较晚，企业技术实力薄弱，在超大型液压挖掘机领域，长期处于一片空白。不要说150吨级的门槛，即使60吨以上的大型挖掘机，能够制造的企业都极少。2007年9月，三一重机正式启动200吨超大型液压挖掘机研制工作。以廖明军为首的三一研发团队，从零部件设计起步，经过4个月努力，终于完成了全部零件的三维建模和二维施工图纸设计。然而真正的困难才刚刚开始，由于缺乏制造经验，从设计转入制造后，材料准备、焊接、运输、装配等方面的难题接踵而至。科研人员一面解决制造问题，一面采用三维虚拟装配方式，为实际装配工作做准备。最终，经过一年多时间的设计制造，三一重机在2008年11月，隆重推出SY2000C型200吨级履带式液压挖掘机。这是我国机械行业，对超大型液压挖掘机制造的一次尝试。

三一重机研制这台的SY2000C型全液压履带式挖掘机，整机重达195吨，相当于4辆重型主战坦克。反铲挖斗容量达到12立方米，一铲可以挖起20多吨重的土石方，每小时挖掘量超过1200吨。挖掘机斗杆收缩运输时，整机长度17米，宽度6.76米，高度7.63米。两条巨型履带长度7.4米，接地长度5.78米，轨距4.6米，高度超过2米。姚明站在它的跟前，也只能跟履带高度齐平。每片履带板宽度80厘米，而重型坦克履带宽度也只有60厘米左右。

该机采用一台康明斯QST30柴油发动机，额定功率746千瓦，相当于8辆普桑轿车的功率。动臂长8.7米，斗杆长3.9米，挖掘力672KN。最大挖掘高度13.97米，相当于4层楼房的高度。最大卸载高度8.96米，最大挖掘深度9.25米，最大挖掘半径为15.8米。此外，这台挖掘机还可根据实际工矿特点，设计为正铲或反铲，正铲具有良好的装卸效果，反铲则具有较强的挖掘和剥离功能。可用于各种大规模露天矿山开采、大型基础建设工程、填海造地工程及港湾河道疏通。2008年底，这台巨型挖掘机，被某矿业企业买走。该机在使用过程中发现问题并不断改进，将为我国今后研制更大级别的挖掘机积累宝贵经验。

从我国挖掘机行业发展来看，国内本土品牌通过与外资力量的搏杀，企业竞争力明显增强，已经解决了生存和发展问题。但受国内工业基础限制，液压元件等关键零部件依然需要进口。各家企业不得不大量采用德国、日本的进口配件，这已经成为制约我国挖掘机行业进一步发展的瓶颈问题。柳工等企业已经注意到这个问题，并且投入巨资，启动了国产工程机械液压元件配套项目。另外，从各大工程机械巨头的发展历史来看，并购关键零部件配套企业，也是解决问题的一条途径。如卡特彼勒就是通过收购英国珀金斯公司，弥补了配套发动机供应的断层。日本小松则是通过与康明斯合作，解决了发动机供应问题。当然这种方式是以自身具备强大的实力为前提。

由于近年来，国产挖掘机与日韩企业的产品相比，在性能配置、销售价格、工作效率、维护费用、售后服务等方面日益明显的竞争优势，推动了国产挖机企业崛起。2008年以来，韩系挖掘机在中国市场的份额下降很快，国产挖掘机的市场替代效应还会继续。预计未来5-10年内，我国挖掘机年均需求量将超过10万台，以三一重机、柳工、玉柴重工、山河智能、厦工等为代表的国内挖掘机企业，仍有巨大的成长空间。值得注意的是，企业之间必须避免长期陷入价格战和低水平竞争。各企业只有通过不断提高企业盈利能力和产品研发实力，实现良性循环，并最终参与国际市场竞争，我国工程机械行业才能不断发展壮大。

达·芬奇笔记中记载的淤泥挖掘船.

□世界液压挖掘机发展

纵观世界工业化历史，现代挖掘机械的源头可以追溯到15世纪末期，意大利锡耶纳（距佛罗伦萨南部约50公里）出现的淤泥挖掘船。由于水上航运一直是意大利非常重要的交通方式，这就需要经常疏浚河道。根据《达·芬奇笔记》记载，这种挖掘船由两艘小舟并列，侧舷之间架设水车似的转轮，转轮四角伸出的木杆端部安装铲斗，以人力驱动转轮旋转，让铲斗探入河底铲挖淤泥，铲斗容量一般不超过0.2-0.3立方米。当盛满淤泥的铲斗旋转至顶端时，淤泥会通过滑板倾倒进船舱中。这应该是多斗式挖掘机的雏形。1712年英国人托马斯·纽科门（ThomasNewcomen）发明活塞式蒸汽机，后经瓦特改进，于1769年制成瓦特式蒸汽机，其能效比纽科门蒸汽机提高了5倍以上。蒸汽机的广泛应用，使挖掘机械开始由人力驱动向机械驱动转变。

1833-1835年间，美国费城的铁路工程师威廉•奥蒂斯（WilliamOtis），设计和制造了第一台以蒸汽机驱动、安装在铁路平车上的吊臂式单斗挖掘机。其采用铁木混合结构，吊臂回转依然靠人力用绳牵引，通过不断延伸铁轨实现带状开挖，因此被称为为铁路铲（蒸汽铲）。但由于奥蒂斯英年早逝，以及专利保护、人力成本低廉等因素，奥蒂斯式蒸汽铲没有推广应用。直到1870年以后，美国大规模建设铁路，蒸汽铲的发展进入黄金时代，性能得到不断改进，开始应用于铁路建设、开挖运河、露天矿剥离等领域。1910年美国出现了第一台电机驱动的蒸汽铲，并开始应用履带行走装置。1912年出现了汽油机和煤油机驱动的全回转式蒸汽铲，1916年出现了柴油发电机驱动的蒸汽铲。1924年柴油机直接驱动开始用于单斗挖掘机上。此后，随着汽车工业的发展，轮胎式底盘开始逐步应用于小型挖掘机上。20世纪40年代出现了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机。

1835年前后，美国人威廉•奥蒂斯研制的蒸汽挖掘机（蒸汽铲），成为现代挖掘机的鼻祖。

1951年，法国Poclain（波克兰）公司推出世界第一台全液压正铲挖掘机。

第二次世界大战和战后恢复建设，有力推动了挖掘机械发展。随着液压技术的应用，1951年，法国Poclain（波克兰）公司推出世界第一台全液压挖掘机。波克兰公司创始人——乔治•巴塔伊（GeorgesBataille）生于1879年，他于1927年，和工程师安东尼•莱杰合伙成立公司，主要业务为修理农用机械，1930年公司改名为波克兰制造公司。波克兰从1948年开始制造小型轮式挖掘机，员工数量增至120人。1951年10月，波克兰研制第一台正铲液压挖掘机，它采用道奇4x4改装的轮式底盘，前部为汽车驾驶室，后部为液压挖掘机。由控制台、液压臂、铲斗等组成的上车体，围绕底盘后轴上方的立柱旋转，正方形铲斗容积约1立方米。

1961年波克兰公司推出TY45型轮式液压挖掘机，采用独特的前三轮式底盘，总功率48马力，重量10吨，该机型至1982年共销售了3万台。1974年波克兰公司的挖掘机业务被美国凯斯集团兼并，仅保留了液压元件业务。凯斯创立于1842年，是世界第一家生产蒸汽机式脱粒机的企业，1912年开始生产蒸汽压路机、平地机等产品。1957年凯斯收购了印第安那州的美国拖拉机公司，当时这家公司已经开发出了履带式液压挖掘机。

初期试制的液压挖掘机多采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。到70年代初，液压式挖掘机已占挖掘机总产量的83%，逐步取代了机械式挖掘。整机重量普遍在50吨以下，铲斗容量在4立方米以下。

1969年，法国Poclain(波克兰)公司推出的EC1000型履带式正铲挖掘机。

□超大型液压挖掘机发展

上世纪70年代后，液压挖掘机开始向大型化发展，主要体现在整机重量、发动机功率和铲斗容量等三个方面。这些巨型挖机主要用于大型露天矿山，性能已非普通挖掘机能望其项背，其中正铲式挖掘机占大部分。1969年，法国波克兰公司推出当时世界最大的EC1000型履带式挖掘机，成为大型液压挖掘机的先驱。该机重达137吨，使用3台道依茨F12L413型风冷柴油发动机，总功率780马力，可安装正铲或反铲，铲斗容量8.7立方米。该型号于1974年升级为1000CK型，工作重量161吨，功率822马力，这是世界第一台重量超过150吨的大型液压挖掘机。

1979年，日本日立建机开发出UH50型正铲液压挖掘机，工作重量175吨，斗容量8.2立方米。日立建机前身为日立制作所的建设机械销售部，1970年10月，独立成为日立建机株式会社；现有员工1.7万余人，在36个国家设有海外公司，是世界第四大工程机械制造商。日立建机在1972-1976年间，陆续开发了36吨级的UH12型正铲挖掘机，斗容量2.2立方米；50吨级的UH20型正铲挖掘机，斗容量3.2立方米；75吨级的UH30型正铲挖掘机，斗容量4.4立方米。这些型号为其开发超大型挖掘机，奠定了基础。1981年，美国马里昂公司推出Marion-Dresser3560型履带式正铲挖掘机，工作重量272吨，铲斗容量17立方米，总功率1400马力，该型号从1981年到1989年共制造了8台。

1983年，日本神钢和三菱公司开始研制SMEC4500型履带式正铲挖掘机。这是上世纪80年代，世界最大的液压挖掘机，仅此一台。该机由日本露天煤矿挖掘机器技术研究会（SMEC，11家日本企业组成的联合性组织）提议建造。工作重量为420吨，相当于2架波音747客机！它由两台柴油机提供动力，总功率为2456马力/1800rpm，铲斗容量为20立方米。该机被矿业巨头必和必拓（BHP-Utah）买下后，从1987年11月开始，在澳大利亚昆士兰州的Blackwater煤矿服役。直至1992年，由于SMEC解散，孤独的SMEC4500报废拆解。

80年代的大型液压挖掘机，斗容量多在20立方米以下。如小松的PC1600型，三菱的MS1600型，卡特的5130，利勃海尔的R992、R994、O&K的RH90C、RH20C等。1987年，日立建机推出330吨级EX3500型正铲挖掘机，斗容量18.8立方米。90年代以后，各家公司研制的液压挖掘机：斗容不断增加，达到50立方米；机重达到300-800吨以上，逐步形成了超大型挖掘机系列产品。主要厂家包括德国利勃海尔、德国O&K、德国Demag、日本日立、日本小松、美国卡特彼勒等。

1995年，德国利勃海尔集团推出LiebherrR996型履带式挖掘机。这是该公司的旗舰级产品，整机重量达到656吨，相当于10辆重型坦克，光是履带就有3米多高。其采用两台康明斯K1800E型50升16缸水冷涡轮增压柴油发动机，总功率3046马力/1800rpm。拥有一个13000升容量的油箱，和4600升的液压油箱，要知道重型坦克油箱容量也仅有1300升左右！R996可安装反铲或底卸式正铲，铲斗宽度4.7米，容量高达34立方米，足以装下一辆吉普车。一铲下去可以挖起60吨重的土石方，最大挖掘力为238.5吨。但当它移动时，每小时爬行距离仅为2.2公里。为了便于运输，R996采用模块化设计，所有组件均可以使用平板拖车或船只运输，然后在矿山重新装配。

利勃海尔R996共生产了14台，主要用户为印尼KPC集团。KPC是印尼最大的煤炭商，2007年煤炭产量达到4000万吨，占印尼总产量的五分之一。其在东加里曼丹省的KPC露天矿，覆盖层剥离量达1.36亿立方米，因此购买了大量巨型矿用机械。KPC现有6台R996在运行，曾有一台几乎被大火所毁。此外，澳大利亚Thiess工程集团有7台R996，其中2台用于昆士兰州的Burton煤矿，4台用于新南威尔士州的MountOwen煤矿，1台用于ProminentHill铜矿。2009年，南非Hitricon工程承包公司，向利勃海尔购买一台R996，用于南非Sishen铁矿，将配备30立方米底漏式正铲。

特雷克斯-O&K RH400以980吨的整机重量，成为世界最大的正铲液压挖掘机。

□世界最大的液压挖掘机

1997年德国O&K公司推出RH400型履带式挖掘机，这是迄今为止世界最大的液压挖掘机。德国O&K矿业公司创建于1876年，创始人为奥里斯汀（BennoOrenstein）和科佩尔（ArthurKoppel），早期主要经营窄轨铁路来运送矿石。1908年，O&K开发了其第一台蒸汽式反铲挖掘机。1922年生产出第一台蒸汽驱动的履带式反铲挖掘机，1926年用柴油机取代了蒸汽机。1934年O&K生产了第一台斗轮式挖掘机。1949年后，公司业务转向露天采矿设备，并于1961年推出第一台全液压挖掘机。其在超大型液压挖掘机研制领域，始终处于世界领先水平。RH400是O&K的旗舰产品，也是全世界唯一的1000吨级液压挖掘机。1998年4月，德国O&K并入美国TEREX集团，其主打产品仍然为矿用机械。

1996年，加拿大阿尔伯塔省的辛克鲁迪（Syncrude）油砂矿，向德国O&K订购4台大型液压挖掘机。该矿为世界最大的油砂矿，日产50万吨油砂，主要用挖掘机在冻土地带露天开采。为顺应矿用车不断大型化的趋势，德国O&K于1997年7月交付首台RH400原型机，Syncrude为其编号为11-35。这是有史以来最大的液压挖掘机，其工作重量达到830吨，使用两台康明斯K-2000E型16缸水冷涡轮增压柴油机，总功率为3401马力，油箱容量16000升。两条巨型履带，每条由96节履带板组成，每节重达1吨！正铲容量42.5立方米，能挖起85吨重的油砂矿；可以3铲装满一辆240吨级矿用车，或4铲装满一辆当时最大的320吨矿用车。测试时平均每小时挖掘量超过5500吨，最高超过9000吨！

第2台RH400编号为11-36，交付时间大约比第1台晚半年，发动机换成更为强劲的康明斯QSK-60C型60升16缸柴油机，输出功率4436马力，工作重量没什么变化。第3台(11-37)和第4台(11-38)在2000年交付，这两台在原有基础上，对工作装置、上车、行走机构，车体板等进行了大量改进，包括重新设计了铲斗的几何形状，加长了大臂和斗杆，增加了铲斗的转角等，引擎输出功率达到了4463马力，工作重量增加到了920吨。第5台RH400的用户是美国一家煤矿。它是第一台使用电机驱动的RH400，采用两台1800kW的异步电动机，总功率4898马力。与柴油动力型相比，其在外观上较明显的区别是尾部拖有电缆、驾驶舱顶上安装有护栏。第6台RH400属于北美建设集团，2002年11月交付，在加拿大Albian油砂矿服役。它在后部装有两个8000升的油箱，安装有8台负责挖掘和行走的主油泵，总流量为7392升/分钟，还有6台回转泵，总流量为2928升/分钟，整个液压系统的容量约为13000升，这样一来，仅RH400上所有油料的重量就超过了30吨，整机重量增加到了980吨，铲斗容量增大为50立方米！

第7台和第8台RH400属于CanadianNatural公司，2008年交付，用于Horizon油砂矿，配备43.5立方米的油砂铲斗。2008年8-10月，O&K向中信泰富矿业公司交付两台RH400，用于中国投资的西澳州Sino铁矿。该项目是我国目前最大的海外资源开发项目之一，由中信泰富和中冶合资开发（中冶占股20%），项目总投资近40亿美元，采取全露天开采方式，设计规模年产铁精矿粉2400万吨，计划2010年底投产。2009年3月，O&K向世界最大的铂金生产商——Anglo铂金公司交付一台RH400，用于南非最大的罗斯敦堡铂金矿Mogalakwena矿区。这是第11台RH400，也是第二台电动型RH400。RH400在德国多特蒙德的TEREX-O&K工厂建造，采用模块化设计，运输时拆解为75块，最大单重85吨。需要25辆载重车参与运输，组装工作由15名专业人员完成。为了制造这种价值上亿元的巨型挖掘机，O&K在几十年的生产经验基础上，还专门引进了一条新的生产线，不断改进生产和装配工艺。迄今为止，仍没有其他型号能挑战RH400的王者地位。

DemagH740OS是德国德马格挖掘机的旗舰型号，第一台于1999年推出。该机工作重量744吨，装备2台CAT3516B柴油发动机，总功率4463马力，铲斗容量40立方米，最大挖掘力达到2320kN。德马格是拥有180多年历史的著名企业，1906年时制造了第一台船坞起重机，德国名字为DeutscheMaschinenfabrikAG，简称为Demag。1910年，德马格与另外三家企业联合，组成德国机械制造联盟，并研制出当时世界最大的浮吊。该浮吊安装在爱尔兰贝尔法斯特的哈兰德&沃尔夫造船厂，用来建造白星航运公司的“奥林匹亚”号和“泰坦尼克”号超级邮轮。从1925年起，Demag开始生产蒸汽机车和车厢，以及蒸汽挖掘机；二战期间还生产过近万辆半履带式装甲车。1954年德马格开发出了第一台液压挖掘机，并由此进入了移动式起重机等工程机械市场。德马格从1973年开始走向衰弱，公司主要业务大都被出售。其中液压挖掘机部分，于1996年归入日本小松集团旗下；德马格的起重机业务在2002年，由西门子转售给美国特雷克斯集团。

1996年1月，小松在德国设立德马格小松公司，后更名为小松矿业德国公司。1999年，日本小松推出PC8000型液压挖掘机，其前身是DemagH655。它是小松当前最大型号的液压挖掘机，有柴油机驱动和电驱动两种形式。工作重量714吨，柴油型使用两台小松SDA16V160型16缸涡轮增压柴油机，总功率4020马力。电动型输入电压为6600伏，总功率2900千瓦，油箱容量14000升。该型号可配置正铲和反铲，最大斗容量为42立方米。每小时最大移动距离为2.1公里。PC5500是小松旗下第二大型号，前身为DEMAGH455，整机重量500吨，斗容21-36立方米，总功率1880千瓦。

EX8000目前是日立挖掘机的旗舰型号，第一台于2004年3月开发成功，主要面向加拿大矿山用户。它的驾驶室距地面10米，后部设有厨房。整机重量780吨，配备两台S16R-Y1TAA2柴油发动机，总功率为3810马力，油箱容量14400升，正铲容量40立方米，整机价格折合人民币约8460万。EX5500是日立的第二大机型，于1998年7月推出，工作重量518吨，采用两台康明斯QSK45-6柴油机，最大功率2642马力。铲斗容量30.6立方米，可安装正铲或反铲，每小时挖掘量超过3000吨。

2008年9月，德国利勃海尔集团在美国拉斯维加斯矿业展上，推出R9800型履带式挖掘机。它是目前世界第二大的液压挖掘机，可称作是“一铲之下，万铲之上”。其整机重量804吨，装备2台康明斯QSK60柴油机，总功率4060马力，油箱容量近2万升。铲斗容量42立方米，可配置正铲或反铲。配置正铲时，最大挖掘力可达2980kN，最大破碎力可达2350kN；这使得R9800能够胜任最艰苦的采矿工作环境。第一台R9800将在澳大利亚服役。

至此，世界最大的液压挖掘机已经悉数登场，如果按照整机重量排名：特雷克斯-O&KRH400以980吨的重量稳居第一位，利勃海尔R9800以804吨的重量居第二位，日立EX8000以780吨的重量居第三位，德马格H740OS重744吨居第四位，小松PC8000重714吨居第五位。从斗容量看，RH400仍然以其50立方米的斗容量独占鳌头。

综览世界机械发展历史，美国马里昂公司在1967年建成的“Marion6360”型矿用电铲，整机重达13600吨，相当于200辆重型坦克；总功率21300马力，铲斗容量达到138立方米，成为迄今为止世界最大的矿用电铲。美国比塞洛斯公司在1969年建成的4250W型拉铲，整机重达12258吨，总功率32000马力，铲斗容量达到惊人的168.2立方米，成为世界最大的拉铲。德国克虏伯、O&K等公司在上世纪70-90年代，联合建造的一系列斗轮式挖掘机，无一不是工业史上的奇迹，成为各国工业实力的象征。

超大型液压挖掘机与巨型电铲、拉铲相比，虽然块头小点，但技术含量毫不逊色。由于超大型液压挖掘机在矿山采掘中，场地适应性更好，工作效率更高，已逐渐取代了电铲、拉铲的部分工作量。我国作为世界第一大煤炭生产国，对矿山机械有着巨大的需求。国内企业如果具备生产能力，将为我国矿业发展，节约大量设备进口成本和运行成本，也会极大提升我国工程机械行业的整体实力。■

1961年法国Poclain(波克兰)公司推出的TY45型轮式液压挖掘机，共销售了3万台。

1969年国庆20周年，由合肥矿山机器厂生产的轮式钢绳提拉挖掘机。1999年该厂改制为江淮龙力叉车有限公司。

2008年德国利勃海尔集团（Liebherr）推出的R9800型履带式反铲液压挖掘机，排名世界第二。


德国利勃海尔（LIEBHERR ）集团的挖掘机组装车间

在加拿大的油砂产区组装完毕的日立EX8000型履带式液压挖掘机，居世界第三位。
1999年德国德马格推出的DEMAG H740 OS型履带式液压挖掘机，排名世界第四，该公司挖掘机业务已被日本小松收购。

日本小松PC8000型履带式液压挖掘机，前身即为德国德马格研制的DEMAG H685SP型。

澳大利亚西澳州Sino铁矿项目，是我国目前最大的海外资源开发项目之一，由中信泰富和中冶集团合资开发（中冶占股20%），项目总投资近40亿美元，采取全露天开采方式，设计规模年产铁精矿粉2400万吨，计划2010年底投产。这座巨型铁矿装备了众多超大型机械设备，如世界最大的RH400液压挖掘机、MT6300AC电动轮自卸卡车、雷多诺LeTourneauL-2350轮式装载机等。

2012年11月27日，亚洲最大的工程机械展，在上海新国际博览中心开幕。湖南中联重科集团，推出目前中国最大的ZE3000E型履带式液压挖掘机，整机重达298吨，发动机功率1044千瓦，标准斗容17个立方米。整机高度7.6米，车宽7.8米，履带中心距5米，履带接地长度6.3米。单斗一次能够掘起重达35吨的物料，相当于可以举起30辆轿车。最大挖掘机力达1150千牛（117吨）、最大破碎力达1070千牛（109吨）、最大平推力达1123千牛（115吨）。

视频：世界最大的液压挖掘机

http://v.ku6.com/show/Cmw6cB7KP4m0Gg_k.html

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